WO2014067999A1 - Bremssystem für ein fahrzeug - Google Patents

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WO2014067999A1 PCT/EP2013/072715 EP2013072715W WO2014067999A1 WO 2014067999 A1 WO2014067999 A1 WO 2014067999A1 EP 2013072715 W EP2013072715 W EP 2013072715W WO 2014067999 A1 WO2014067999 A1 WO 2014067999A1
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pneumatic
brake
hydraulic
braking device
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PCT/EP2013/072715
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Claus-Dieter Postler
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Bombardier Transportation Gmbh
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    • F16D55/22—Brakes with substantially-radial braking surfaces pressed together in axial direction, e.g. disc brakes with axially-movable discs or pads pressed against axially-located rotating members by clamping an axially-located rotating disc between movable braking members, e.g. movable brake discs or brake pads
    • F16D55/224—Brakes with substantially-radial braking surfaces pressed together in axial direction, e.g. disc brakes with axially-movable discs or pads pressed against axially-located rotating members by clamping an axially-located rotating disc between movable braking members, e.g. movable brake discs or brake pads with a common actuating member for the braking members
    • F16D55/2245—Brakes with substantially-radial braking surfaces pressed together in axial direction, e.g. disc brakes with axially-movable discs or pads pressed against axially-located rotating members by clamping an axially-located rotating disc between movable braking members, e.g. movable brake discs or brake pads with a common actuating member for the braking members in which the common actuating member acts on two levers carrying the braking members, e.g. tong-type brakes

Definitions

  • the present invention relates to a braking system for a vehicle, in particular a rail vehicle, with a braking device, wherein the braking device a
  • Braking device for braking at least one wheel of the vehicle comprises a pneumatic connection device for connection to a pneumatic power supply unit for supplying the braking device with pneumatic braking energy.
  • the present invention further relates to a chassis for a vehicle and a vehicle with a brake system according to the invention. It also relates to a method for actuating a braking device of a vehicle.
  • Disc brake devices are used (ie typically at least one brake disc and an associated brake actuator and brake mechanism). From a brake control of the vehicle is usually a pneumatic
  • brake cylinder pressure which acts on a brake cylinder, which then transmits the necessary braking energy via brake pads on the brake disc via the brake mechanism.
  • brake cylinder pressure which acts on a brake cylinder, which then transmits the necessary braking energy via brake pads on the brake disc via the brake mechanism.
  • wheel unit eg wheel set, pair of wheels or even a single wheel
  • the present invention is therefore based on the object to provide a brake system and a method for actuating a braking device of the type mentioned above, which does not have the disadvantages mentioned above, or at least to a lesser extent and in particular in a simple way in a compact, space-saving Design allows a reduction in the vehicle mass with reliably ensured braking function.
  • the present invention solves this problem starting from a brake system according to the preamble of claim 1 by the features stated in the characterizing part of claim 1. It solves this problem further starting from a method according to the preamble of claim 11 by the in the characterizing part of
  • the present invention is based on the technical teaching that in a compact, space-saving design allows a reduction of the vehicle mass with unchanged reliable braking function when executing the braking device as a space-saving and relatively easy hydraulic braking device and the available pneumatic braking energy in hydraulic brake energy converts, with which then the braking device is operated.
  • Advantages result from the usually compared to the available maximum pneumatic working pressure significantly higher but easily manageable hydraulic working pressures. Due to the higher working pressure in a hydraulic system, the brake actuator itself can be made significantly smaller to produce the same braking force. This reduces the mass of the system considerably compared to a purely pneumatic system. Furthermore, such a hydraulic system allows a considerably simpler
  • the present invention therefore relates to a braking system for a vehicle, in particular a rail vehicle, with a braking device, wherein the braking device comprises a braking device for braking at least one wheel of the vehicle and the braking device for supplying a pneumatic power supply unit for supplying of the
  • Braking device with pneumatic braking energy includes.
  • the braking device is designed as a hydraulic braking device and the braking device has a switched between the pneumatic connection device and the braking device
  • Transfer device for converting the pneumatic braking energy into hydraulic
  • the implementation of the pneumatic braking energy in hydraulic braking energy can basically be done in any suitable manner. Typically, this includes
  • Umsetzz raised a conversion unit, wherein the conversion unit is a pneumatic
  • the transfer unit Having input side, which is connectable to the pneumatic connection device, and the transfer unit further has a hydraulic output side, which is connected to the
  • Brake device is connectable.
  • the conversion device can basically be designed in any suitable manner. In particular, it can be distributed over several separate components.
  • the transfer device is arranged in a central housing, in which further components of the brake system are accommodated. It is particularly advantageous in this case if the conversion unit is designed as a compact, separately replaceable component.
  • the conversion unit operates according to a displacement principle.
  • it may comprise at least one piston-cylinder arrangement via which the reaction takes place.
  • the conversion device is configured to convert an input pressure on a pneumatic input side to an output pressure on the hydraulic output side, wherein the output pressure is greater than the input pressure.
  • the degree of pressure transmission is chosen according to the particular application.
  • the outlet pressure is preferably 10 times to 200 times, preferably 1 to 150 times, more preferably 20 to 100 times, the inlet pressure, since this makes it possible to achieve particularly compact braking devices with a high power density.
  • the output pressure at an inlet pressure of 3 bar to 5 bar for example, be 100 bar to 300 bar.
  • the implementation can be carried out simply by the fact that the pneumatic brake pressure P pneu acts on an input-side effective piston surface A prteu and thus exerts an input-side force F pne u on the piston.
  • the input-side force F pneu is provided with a
  • the point in time or state in which an actuation of the adjusting device is effected by the converting device can, in principle, be selected as desired in accordance with the specifications for the respective vehicle.
  • the conversion device preferably has a maximum working stroke and the adjustment device is actuated only when the working stroke of the conversion device has reached 60% to 90%, preferably 65% to 85%, more preferably 70% to 80%, of the maximum working stroke hereby particularly favorable configurations.
  • the adjusting device can basically be designed in any suitable manner.
  • the adjusting device comprises a piston-cylinder arrangement for conveying additional hydraulic medium, which is then actuated for example via a driving device of the transfer device.
  • the adjusting device may be formed as a separate module, which is arranged separately from the conversion device.
  • the adjusting device is arranged in a common housing with the transfer device. It is particularly advantageous in this case if the setting device is designed to be separately replaceable.
  • the adjusting device is adapted to a working space of the
  • Brake device to supply additional hydraulic medium to the working stroke of the at least one brake element (from its rest position to the onset of
  • the adjusting device is preferably designed to supply additional hydraulic medium to a temporary store in a first step, in particular during actuation of the braking device, and in a second step following the first step, in particular during disengagement
  • Braking device has fallen back to a correspondingly low level to promote from the cache into the workspace.
  • Buffer to the working space can be realized in a simple manner by corresponding biased check valves or the like.
  • a separate energy supply can be provided for the conveyance from the buffer to the working space.
  • this promotion preferably takes place without additional energy input.
  • the buffer is preferred as
  • a slide protection device is furthermore provided.
  • the anti-slip device is preferably designed in a conventional manner to interrupt a braking operation of the braking device controlled by a control device to prevent sliding of the rail wheels on the rail and the concomitant reduction of power transmission between the wheel and rail.
  • the anti-slip device is preferably connected between the pneumatic connection device and the conversion device, so that their function can be realized in a conventional manner via pneumatic components, for example one or more corresponding solenoid valves or the like, at a central location.
  • the anti-slip device therefore preferably comprises at least one bleed valve controlled by the control device.
  • the anti-slip device is arranged as (preferably separately replaceable) component in a common housing with the conversion device in order to achieve a particularly compact design.
  • a pneumatic pressure sensor is preferably provided, which is designed to supply a representative of a pneumatic brake pressure signal to a control device to monitor the pneumatic brake pressure and / or optionally to control.
  • the pneumatic pressure sensor is preferably connected between the pneumatic connection device and the conversion device, wherein it (if a slide protection device is present) is preferably connected between the anti-slip device and the conversion device in order to also monitor the effectiveness of the anti-slip device or to control it.
  • the pressure sensor is arranged as (preferably separately replaceable) component in a common housing with the conversion device in order to achieve a particularly compact design.
  • Adjustment be designed as a piston-cylinder arrangement.
  • at least one piston-cylinder arrangement is provided, which defines a Häbeitraum, wherein on the side facing away from the working space of the piston, a gas volume is defined, which is preferably closed off from the environment.
  • the gas volume is then preferably connected to a respiratory volume such that during operation of the piston-cylinder arrangement by changing the
  • the size of the respiratory volume can in principle be adapted to the respective application,
  • the respiratory volume is preferably 2 l to 25 l, preferably 5 l to 20 l, more preferably 10 l to 15 l.
  • tidal volume (optionally as a separately replaceable component) in a common housing with the tidal volume (optionally as a separately replaceable component) in a common housing with the tidal volume (optionally as a separately replaceable component) in a common housing with the tidal volume (optionally as a separately replaceable component) in a common housing with the tidal volume (optionally as a separately replaceable component) in a common housing with the
  • Conversion device is arranged to achieve a particularly compact design.
  • the conversion device comprises an emergency brake unit which can be connected to a pneumatic emergency brake connection.
  • the emergency brake unit can be pretensioned via the emergency brake connection with a pneumatic pretension in such a way that the emergency brake unit actuates the conversion device to trigger a braking process when the pneumatic pretension drops below a predefinable value.
  • the emergency brake unit can, in turn, basically be designed in any suitable manner.
  • the emergency brake unit also comprises a piston-cylinder arrangement, which is biased by a spring, in particular a mechanical spring, in order to apply the force for the braking operation in the event of a pressure drop at the pneumatic emergency brake connection.
  • the present invention further relates to a chassis for a vehicle, in particular a rail vehicle, with at least one wheel unit, in particular a wheelset, and a brake system according to the invention, wherein the brake system for braking the at least one wheel unit, but in particular all wheel units of the chassis is formed.
  • the present invention further relates to a vehicle, in particular a rail vehicle, with at least one chassis with at least one wheel unit, in particular a wheel set, a car body which is supported on the at least one chassis, and a brake system according to the invention, which is used to brake the at least one wheel unit, but especially of all wheel units of the chassis, is formed. Also hereby the above in connection with the
  • the brake system can be fully integrated in the chassis even in such a vehicle.
  • the conversion device is on the
  • Car body preferably in the range of at least one chassis, arranged.
  • the present invention further relates to a method for actuating a
  • Braking device of a vehicle in particular of a rail vehicle, in which the braking device for braking at least one wheel of the vehicle is supplied with pneumatic braking energy via a pneumatic power supply unit. This is via a conversion device, which between the pneumatic
  • Power supply unit and a braking device of the braking device is connected, the pneumatic braking energy converted into hydraulic braking energy and the
  • the conversion means an input pressure on a pneumatic input side in an output pressure on a hydraulic
  • the outlet pressure is preferably 10 times to 200 times, preferably 15 times to 150 times, more preferably 20 times to 100 times, the inlet pressure.
  • an increased working stroke of at least one braking element of the braking device preferably takes place via a
  • Implementing device is actuated.
  • the converting preferably has one maximum working stroke and actuation of the adjusting device takes place only when the working stroke of the transfer device has reached 60% to 90%, preferably 65% to 85%, more preferably 70% to 80%, of the maximum working stroke,
  • the adjusting device preferably supplies additional hydraulic medium to a working space of the braking device in order to reduce the working stroke of the at least one braking element, wherein the adjusting device preferably in a first step,
  • an intermediate storage additional hydraulic medium supplies and in a second step following the first step, in particular during a release of the braking device from the
  • Temporary storage medium promotes additional hydraulic medium in the working space.
  • the intermediate store preferably conveys the additional hydraulic medium independently (that is to say without active energy supply) into the working space.
  • an emergency braking unit of the conversion device is preferably pretensioned with a pneumatic pretension such that the emergency braking unit actuates the conversion device for triggering a braking operation when the pneumatic pretension drops below a presettable value.
  • Figure 1 is a schematic side view of a portion of a preferred embodiment of the vehicle according to the invention with a preferred embodiment of the chassis according to the invention, which comprises a preferred embodiment of the brake system according to the invention;
  • Figure 2 is a schematic side view of a braking device of the vehicle
  • FIG. 1 A first figure.
  • FIG. 3 shows a schematic sectional view of the braking device from FIG. 2
  • Figure 4 is a schematic circuit diagram of a portion of the brake system of the vehicle of Figure 1;
  • Figure 5 is a schematic side view of a braking device another
  • FIG. 6 shows a schematic sectional view of the braking device from FIG. 5
  • the vehicle 101 comprises a car body 102 which is supported in the region of its two ends on a chassis in the form of a bogie 103.
  • a chassis in the form of a bogie 103.
  • the present invention may be used in conjunction with other configurations in which the body is supported on a chassis only.
  • a vehicle coordinate system x, y, z (given by the wheel-up plane of the bogie 103 on the rails T) is indicated, in which the x-coordinate is the longitudinal direction of the rail vehicle 101, the y-coordinate the transverse direction of the rail vehicle 101 and the z-coordinate indicate the height direction of the rail vehicle 101.
  • the bogie 03 comprises two wheel units in the form of wheelsets 104, on each of which a bogie frame 106 is supported via a primary suspension 105.
  • the primary suspension 104 and the secondary suspension 107 are represented in FIG. 1 in simplified form by coil springs. It is understood, however, that the primary suspension 105 or secondary suspension 107 can be an arbitrarily designed device, which comprises not only coil springs but also other components.
  • a braking system 109 is provided in the vehicle 101, by means of which the wheels of the wheelsets 104 of the bogie 103 can be braked by means of a brake device 110 which comprises one or more brake devices 11 1 for each wheel set 104 ,
  • the brake system 109 comprises a pneumatic power supply unit 1 12 arranged in the region of the car body 102, which supplies the brake device 1 10 with compressed air which has a pneumatic brake pressure Pp new . Consequently, the power supply unit 1 12 thus supplies the brake device 1 10 with pneumatic
  • the brake device 110 includes a central control module 1 13, which is detachably connected to the power supply unit 112 via a pneumatic connection device 1 13.1 (for example, a simple hose coupling or the like).
  • a pneumatic connection device 1 13.1 for example, a simple hose coupling or the like.
  • Control module 1 13 comprises a connected between the pneumatic connection device 1 13.1 and the braking device 111 conversion device 1 14, which converts the pneumatic braking energy from the pneumatic brake pressure P pneu in hydraulic braking energy with a hydraulic brake pressure P hydr , which then to the hydraulic
  • Braking device 1 1 1 is forwarded via a corresponding hydraulic line system 1 15, which via a hydraulic connection device 115.1
  • Braking device 1 1 1 reduces the mass of the system considerably compared to a purely pneumatic system.
  • the conversion device 1 14 comprises a conversion unit 1 16, which has a pneumatic input side in
  • the conversion unit 1 6 is designed in the present example so that it promotes sufficient hydraulic fluid to the connected brake devices 111 during braking, with appropriate safety reserves are provided.
  • the conversion device or the printing module 1 14 further comprises an adjusting device 1 17, which is adapted to an increased working stroke of the brake elements or
  • Brake calipers 1 1 1.2 of the brake device 1 1 1 to reduce back to a desired level. Such an increased working stroke of the brake elements 1 1 1.2 results
  • Brake disk 1 1 1.4 interact, which sits non-rotatably on the axle 104.1 of the respective wheel 104.
  • this adjustment is carried out by an adjusting piston 1 17.1 a piston-cylinder arrangement of the adjuster 1 17 additional
  • Hydraulic medium is conveyed into the hydraulic working space of the braking device 111 (which includes, inter alia, the hydraulic line system 15 1).
  • the adjuster 1 17 is actuated by the conversion unit 1 16.
  • the conversion unit 1 16 a connected to the input-side piston 1 16.3 driver 1 16.5, which is associated with a piston rod 1 17.2 of Nachstellkolbens 1 17 such that it deflects the adjuster 1 17.1 starting with a predetermined stroke of the Umsetzech 1 16.
  • the driver in other variants of the invention in any other place of the conversion unit 1 16 may be arranged.
  • a solution is realized in an advantageous manner, in which the actuation of the adjusting device 117 does not take place until the converting device 114 or the
  • Umsetzzech 116 must run in operation due to wear an increased working stroke. Thus, the actuation of the adjusting device 117 thus takes place only when this is necessary, without the need for a separate sensor or a separate
  • the piston 117.1 of the adjusting device 117 initially pumps in a first step during an actuation of the braking device 11 1 additional hydraulic medium in a buffer 1 18.1 of a hydraulic module 118.
  • the latch 118.1 is biased by a spring 118.2, so that in a the first step subsequent second step during a release of the braking device 111 automatically from the buffer additional hydraulic medium in the
  • a first check valve 118.2 prevents backflow of the pumped hydraulic medium in the direction of the adjusting device 117, while a second check valve 1 18.3 the buffer 1 18.1 from the high hydraulic brake pressure P hydr in the working space forecloses, so that the promotion of additional hydraulic medium in the Latch can be done under relatively moderate discharge pressure P f ⁇ P hyör .
  • Brake actuator 1 11.1 pumped.
  • the brake actuator 111.1 no longer returns to its end position, which it has when new, but remains slightly further extended than before the beginning of the braking process.
  • a third check valve 1 18.4 is simultaneously opened, via which hydraulic medium from a reservoir 1 18.5 of the hydraulic module 1 18 is sucked. This sucked from the reservoir 1 18.5 volume then serves as another volume for the Verschl constitunachstellfunktion.
  • the time or state in which an actuation of the adjusting device 1 17 takes place by the conversion unit 16 is selected according to the specifications for the vehicle 101.
  • the adjustment device 1 17 is actuated only when the working stroke of the conversion device 16 has reached approximately 75% of the maximum working stroke of the conversion unit 16.
  • the hydraulic module 1 18 further comprises an optical and optionally also electric level monitoring device 1 18.6 and a hydraulic
  • Pressure sensor 1 18.7 which is connected to the control device 120 and via which the hydraulic brake pressure P hy ⁇ jr can be monitored.
  • the hydraulic module comprises a manual release valve 1 18.8, which is designed so that it both for changing the friction elements 1 1 1.4 and as
  • the braking system 109 further comprises a slide protection device 1 19, which is designed in a conventional manner to interrupt a braking operation of the braking device 1 1 1 controlled by a control device 120, to slide the wheels of the wheelsets 104 on the rail T and the concomitant reduction of the
  • the anti-slip device 1 19 is connected in the present example between the pneumatic connection device 1 13.1 and the converting device 1 14, so that their function is realized in a conventional manner via pneumatic components at a central location.
  • the anti-skid device 19 comprises in the present example two solenoid valves 1 9.1 driven by the control device 120, which are each designed as a vent valve.
  • a pneumatic pressure sensor 121 is provided, which supplies a pneuue representative of the applied pneumatic brake pressure Pneu to the control device 120 to monitor the pneumatic brake pressure P pneu and possibly to control it via the control device 120.
  • the pneumatic pressure sensor 121 is connected between the anti-slip device 1 19 and the converting device 1 14, so that the effectiveness of the anti-skid device 1 19 can be monitored in the control device 120.
  • Both the anti-slip device 1 19 and the pressure sensor 121 are arranged as separately replaceable components in the housing 1 13.2 in order to achieve a particularly compact design.
  • the piston-cylinder arrangements of the conversion unit 1 16 and the adjusting device 1 17 define on the side facing away from the respective working space of the respective piston 1 16.3, 1 16.4 and 1 17.1 each gas volume, which is closed from the environment.
  • These gas volumes have no breathing openings to the outside atmosphere, but are connected to an integrated into the housing 1 13.2 tidal volume 1 13.3, which is designed such that during operation of the respective piston-cylinder arrangement by the change (more precisely, the compression) of the respective Gas volume resulting power loss is less than 0.5%, whereby a particularly low-loss design can be realized.
  • the size of the breathing volume 1 13.3 on the brake system 109, in particular on the power consumption tuned.
  • the tidal volume is 10 I.
  • the conversion device 114 further comprises an emergency brake unit 122, which is connected to a pneumatic emergency brake connection 13.4 of the control module 13.
  • the emergency brake unit 122 can be pretensioned via the emergency brake connection 1 13.4 by means of a pretensioning pressure P v with a pneumatic pretension, so that the emergency braking unit can be prestressed when the pretensioning pressure P v decreases and thus the pneumatic
  • the conversion unit 1 16 is actuated to trigger a braking operation, the above-mentioned spring brake.
  • the emergency brake unit 122 in turn comprises a piston-cylinder arrangement with an emergency brake piston 122.1, which is rigidly connected to the input-side piston 16.3 of the conversion unit 16 via a piston rod 122.2.
  • the emergency brake piston 122.1 is biased by a mechanical emergency brake spring 122.3 to a pressure drop at
  • the housing 113.2 of the control module 113 is designed in the present example as a one-piece or multi-part cast component. Alternatively, it may be made of a solid piece as a drill bit and / or milled part. It contains all the fixtures for the separately replaceable subassemblies 1 14, 1 8, 1 19 and 121 as well as the integrated respiratory volume in the cast body 1 13.3. Furthermore, the housing 1 13.2 in the present example includes all internal pneumatic and hydraulic connections, the pneumatic and hydraulic connection devices 1 13.1, 1 13.4 and 1 15.1 to the connected components and one or more corresponding electrical interfaces,
  • the brake device 111 from the present example is a so-called floating caliper brake, which is embodied as a compact unit and is connected directly to a connecting flange 106
  • Bogie frame 106 is attached. In this case, a gimbal clearance compensation between the connection flange 106.1 and an adapter device 11.5 can be provided.
  • the adapter device carries two guide rod holders 111, 6, to which guide rods 1 1 1.7 are fixed, which brake calipers 1 1 1.2 with the friction elements 1 1 1 .4 lead in the manner of a parallel guide.
  • the hydraulic brake actuator 1 1 1.1 connects both
  • all braking devices 1 1 1 of the bogie 103 are supplied by the central control unit 1 13 with hydraulic braking energy. It is understood, however, that in other variants of the invention for each wheel set 104, a separate control unit 1 13 may be provided.
  • control unit 1 13 is further arranged in the present example in the area of the bogie 103. However, it is understood that in other variants of the invention can also be provided that the control unit is arranged on or in the car body 102, as indicated in Figure 1 by the dashed contour 123. Second embodiment
  • the brake system 209 basically corresponds in construction and function to the brake system 109, so that only the differences should be discussed here. Similar components are therefore provided with increased by the value 100 reference numerals. Unless otherwise stated below
  • the only difference of the brake system 209 to the brake system 09 is the design of the braking device 21 1, which in the present example as so-called
  • Suspension brake is executed. This has at one connected to the flange 106.1 adapter device 21 1.5 hinged hanging tabs 21 1.6.
  • Brake actuator 21 1.1 connects both brake calipers 1 1 1.2 and generates on their
  • any other configurations of the hydraulic braking device can be selected.
  • a design with a floating or fixed caliper brake design can be selected which directly on a
  • Axle bearing or gear housing of the respective wheelset 104 is attached.
  • the leadership of the brake caliper can be done via bearings on the axle in the vicinity of the brake discs, in which case a corresponding torque support or suspension is provided on the bogie frame.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Bremssystem für ein Fahrzeug, insbesondere ein Schienenfahrzeug, mit einer Bremsvorrichtung (110), wobei die Bremsvorrichtung (110) eine Bremseinrichtung (111) zum Bremsen wenigstens eines Rades des Fahrzeugs aufweist und die Bremsvorrichtung (110) eine pneumatische Anschlusseinrichtung (113.1) zum Änschluss an eine pneumatische Energieversorgungseinheit (112) zum Versorgen der Bremseinrichtung (111) mit pneumatischer Bremsenergie umfasst. Die Bremseinrichtung (111) ist als hydraulische Bremseinrichtung ausgebildet, wobei die Bremsvorrichtung (110) eine zwischen die pneumatische Anschlusseinrichtung (113,1) und die Bremseinrichtung (111) geschaltete Umsetzeinrichtung (114) zum Umsetzen der pneumatischen Bremsenergie in hydraulische Bremsenergie aufweist.

Description

Bremssystem für ein Fahrzeug
Hintergrund der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Bremssystem für ein Fahrzeug, insbesondere ein Schienenfahrzeug, mit einer Bremsvorrichtung, wobei die Bremsvorrichtung eine
Bremseinrichtung zum Bremsen wenigstens eines Rades des Fahrzeugs aufweist, und die Bremsvorrichtung eine pneumatische Anschlusseinrichtung zum Anschluss an eine pneumatische Energieversorgungseinheit zum Versorgen der Bremseinrichtung mit pneumatischer Bremsenergie umfasst. Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin ein Fahrwerk für ein Fahrzeug sowie ein Fahrzeug mit einem erfindungsgemäßen Bremssystem. Ebenso betrifft sie ein Verfahren zum Betätigen einer Bremsvorrichtung eines Fahrzeugs.
Bei modernen Schienenfahrzeugen, beispielsweise Lokomotiven, Triebzügen,
Reisezugwagen und zunehmend Güterwagen (aber auch bei anderen Fahrzeugen) sind derartige pneumatische Bremssysteme bekannt, bei denen in der Regel
Scheibenbremseinrichtungen verwendet werden (also typischerweise wenigstens eine Bremsscheibe und ein zugeordneter Bremsaktuator nebst Bremsmechanik). Von einer Bremssteuerung des Fahrzeugs wird dabei in der Regel ein pneumatischer
Bremszylinderdruck bereitgestellt, der auf einen Bremszylinder wirkt, welcher dann über die Bremsmechanik die notwendige Bremsenergie über Bremsbeläge auf die Bremsscheibe überträgt. An einer Radeinheit (z. B. Radsatz, Radpaar oder aber auch einem Einzelrad) befinden sich je nach Bedarf meist zwischen einem und vier solcher Bremssysteme.
Derartige Bremssysteme benötigen aufgrund des pneumatischen Wirkprinzips einen vergleichsweise großen Bauraum im Fahrwerk bzw. im Wagenkasten des Fahrzeugs.
Insbesondere in einem Fahrwerk eines modernen Schienenfahrzeugs ergeben sich hieraus (nicht zuletzt bedingt durch die stetig zunehmende Komplexität solcher Fahrwerke, insbesondere die stetige Zunahme der Zahl aktiver Komponenten solcher Fahrwerke) immer größere Problem bei der Integration der Bremsausrüstung.
Ein weiteres Problem ergibt sich aus der häufig gestellten Anforderung nach einem möglichst geringen Gewicht des Fahrzeugs, welche nicht zuletzt durch die erheblichen Einsparungen motiviert ist, welche sich hieraus für den Betreiber im Betrieb des Fahrzeugs ergeben können. Weiterhin umfassen diese bekannten Bremseinrichtungen eine in der Bremsmechanik integrierte, meist vergleichsweise komplizierte und störungsanfällige Verschleißnachstellmechanik, welche es ermöglichen soll, Verschleiß der Reibelemente auszugleichen und somit einen annähernd gleich kurzen Arbeitshub des Bremsaktuators über die Lebensdauer der Reibelemente zur Verfügung zu stellen. All dies führt zu einer erheblichen Masse der Bremseinrichtung. So haben bekannte Bremseinrichtungen
(Bremsaktuator und Bremsmechanik) von bekannten Schienenfahrzeugen in der Regel je nach Ausführung eine Masse von etwa 65 kg bis 120 kg.
Kurze Beschreibung der Erfindung
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ein Bremssystem und ein Verfahren zur Betätigung einer Bremseinrichtung der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, welches die oben genannten Nachteile nicht oder zumindest in geringerem Maße aufweist und insbesondere auf einfache Weise bei kompakter, Platz sparender Gestaltung eine Reduktion der Fahrzeugmasse bei zuverlässig sichergestellter Bremsfunktion ermöglicht.
Die vorliegende Erfindung löst diese Aufgabe ausgehend von einem Bremssystem gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale. Sie löst diese Aufgabe weiterhin ausgehend von einem Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 11 durch die im kennzeichnenden Teil des
Anspruchs 11 angegebenen Merkmale.
Der vorliegenden Erfindung liegt die technische Lehre zu Grunde, dass man auf einfache Weise bei kompakter, Platz sparender Gestaltung eine Reduktion der Fahrzeugmasse bei unverändert zuverlässiger Bremsfunktion ermöglicht, wenn man die Bremseinrichtung als Platz sparende und vergleichsweise leichte hydraulische Bremseinrichtung ausführt und die verfügbare pneumatische Bremsenergie in hydraulische Bremsenergie umsetzt, mit der dann die Bremseinrichtung betrieben wird. Vorteile ergeben sich dabei durch die in der Regel gegenüber dem verfügbaren maximalen pneumatischen Arbeitsdruck deutlich höheren aber problemlos beherrschbaren hydraulischen Arbeitsdrücke. Durch den höheren Arbeitsdruck in einem hydraulischen System kann der Bremsaktuator selbst deutlich kleiner gestaltet sein, um dieselbe Bremskraft zu erzeugen. Hierdurch verringert sich die Masse des Systems erheblich gegenüber einem rein pneumatischen System. Weiterhin ermöglicht ein solches hydraulisches System eine erheblich einfachere
Realisierung einer Nachstelleinrichtung zum Ausgleich von Verschleiß an den Reibelementen der Bremsen. So genügt es zum verschleißausgleichenden Nachstellen der Bremsmechanik, dem hydraulischen System lediglich zusätzliches Hydraulikmedium zuzuführen. Hierdurch befindet sich der Bremsaktuator bereits in seiner Ruhestellung (d. h. bei gelöster Bremse) in einem Zustand, in dem er um einen (der zugeführten Menge an Hydraulikmedium) entsprechenden Betrag ausgelenkt ist. Hierdurch werden die bereits teilweise verschlissenen Reibelemente der Bremsmechanik wieder näher an ihr Gegenstück an der Radeinheit, beispielsweise eine Bremsscheibe, herangeführt, sodass der Arbeitshub bis zum Einsetzen der Bremswirkung wieder auf den ursprünglichen Betrag reduziert werden kann, wie er bei unverschlissenen Reibelementen vorliegt.
Ein weiterer großer Vorteil der Erfindung liegt darin, dass sich das System nahtlos in bereits vorhandene pneumatische Bremssysteme integrieren lässt, ohne dass deren
Systemarchitektur, insbesondere deren sicherheitsrelevante Bereiche, modifiziert werden müssten. Demgemäß eignet sich die vorliegende Erfindung hervorragend auch für die Nachrüstung bereits bestehender Fahrzeuge mit pneumatischer Bremsanlage. Unter sicherheitstechnischen Aspekten kann der hydraulische Teil der erfindungsgemäßen
Gestaltung grundsätzlich einfach als pneumatisch angesteuerte mechanische Komponente des Bremssystems betrachtet werden. Dies vereinfacht den Zulassungsprozess für ein derart gestaltetes Bremssystem gegebenenfalls erheblich.
Gemäß einem ersten Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung daher ein Bremssystem für ein Fahrzeug, insbesondere ein Schienenfahrzeug, mit einer Bremsvorrichtung, wobei die Bremsvorrichtung eine Bremseinrichtung zum Bremsen wenigstens eines Rades des Fahrzeugs aufweist und die Bremsvorrichtung eine pneumatische Anschlusseinrichtung zum Anschluss an eine pneumatische Energieversorgungseinheit zum Versorgen der
Bremseinrichtung mit pneumatischer Bremsenergie umfasst. Die Bremseinrichtung ist als hydraulische Bremseinrichtung ausgebildet und die Bremsvorrichtung weist eine zwischen die pneumatische Anschlusseinrichtung und die Bremseinrichtung geschaltete
Umsetzeinrichtung zum Umsetzen der pneumatischen Bremsenergie in hydraulische
Bremsenergie auf.
Die Umsetzung der pneumatischen Bremsenergie in hydraulische Bremsenergie kann grundsätzlich auf beliebige geeignete Weise erfolgen. Typischerweise umfasst die
Umsetzeinrichtung eine Umsetzeinheit, wobei die Umsetzeinheit eine pneumatische
Eingangsseite aufweist, die mit der pneumatischen Anschlusseinrichtung verbindbar ist, und die Umsetzeinheit weiterhin eine hydraulische Ausgangsseite aufweist, die mit der
Bremseinrichtung verbindbar ist.
Die Umsetzeinrichtung kann grundsätzlich auf beliebige geeignete Weise gestaltet sein. Insbesondere kann sie auf mehrere separate Komponenten verteilt sein. Vorzugsweise ist die Umsetzeinrichtung in einem zentralen Gehäuse angeordnet, in dem auch weitere Komponenten des Bremssystems untergebracht sind. Besonders vorteilhaft ist es hierbei, wenn die Umsetzeinheit als kompakte, separat austauschbare Komponente ausgebildet ist.
Hierbei können beispielsweise ganz oder teilweise fluiddynamisch wirkende Einrichtungen, wie beispielsweise Pumpen oder dergleichen, zum Einsatz kommen. Bei besonders einfach gestalteten Varianten der vorliegenden Erfindung wird jedoch ein zumindest primär fluidostatisches Prinzip für die Umsetzung gewählt. Vorzugsweise arbeitet die Umsetzeinheit hierbei nach einem Verdrängungsprinzip. Hierzu kann sie bei besonders einfach gestalteten Varianten der Erfindung wenigstens eine Kolben-Zylinder-Anordnung umfassen, über welche die Umsetzung erfolgt.
Typischerweise ist die Umsetzeinrichtung dazu ausgebildet, einen Eingangsdruck auf einer pneumatischen Eingangsseite in einen Ausgangsdruck auf der hydraulischen Ausgangsseite umzusetzen, wobei der Ausgangsdruck größer ist als der Eingangsdruck. Der Grad der Druckübersetzung wird dabei entsprechend der jeweiligen Anwendung gewählt.
Vorzugsweise beträgt der Ausgangsdruck das 10fache bis 200fache, vorzugsweise das 1 Stäche bis 150fache, weiter vorzugsweise das 20fache bis 100fache, des Eingangsdrucks, da sich hiermit besonders kompakte Bremseinrichtungen mit hoher Leistungsdichte erzielen lassen. So kann der Ausgangsdruck bei einem Eingangsdruck von 3 bar bis 5 bar beispielsweise 100 bar bis 300 bar betragen.
Die Umsetzung kann einfach dadurch erfolgen, dass der pneumatische Bremsdruck Ppneu auf eine eingangsseitige wirksame Kolbenfläche Aprteu wirkt und so auf den Kolben eine eingangsseitige Kraft Fpneu ausübt. Die eingangsseitige Kraft Fpneu wird mit einer
Kraftübersetzung FR zu einer ausgangsseitigen Kraft Fhydr (= FR · Fpneu) umgesetzt, welche an der ausgangsseitigen wirksamen Kolbenfläche Ahydf wirkt, welche wiederum auf das Hydraulikmedium wirkt und so den ausgangsseitigen hydraulischen Bremsdruck Phydr erzeugt. Je nach dem Verhältnis der beiden wirksamen Kolbenflächen ergibt sich ein entsprechendes (inverses) Verhältnis der Drücke, es gilt mithin:
Figure imgf000007_0001
Der Zeitpunkt bzw. Zustand, bei dem eine Betätigung der Nachstelleinrichtung durch die Umsetzeinrichtung erfolgt, kann grundsätzlich beliebig entsprechend den Vorgaben für das jeweilige Fahrzeug gewählt werden. Vorzugsweise weist die Umsetzeinrichtung einen maximalen Arbeitshub auf und die Betätigung der Nachstelleinrichtung erfolgt erst, wenn der Arbeitshub der Umsetzeinrichtung 60% bis 90%, vorzugsweise 65% bis 85%, weiter vorzugsweise 70% bis 80%, des maximalen Arbeitshubs erreicht hat, da sich hiermit besonders günstige Konfigurationen.
Die Nachstelleinrichtung kann grundsätzlich auf beliebige geeignete Weise gestaltet sein. Bei besonders einfach gestalteten Varianten der Erfindung umfasst auch die Nachstelleinrichtung eine Kolben-Zylinder-Anordnung zum Fördern zusätzlichen Hydraulikmediums, welche dann beispielsweise über eine Mitnehmereinrichtung der Umsetzeinrichtung betätigt wird.
Weiterhin kann die Nachstelleinrichtung als separates Modul ausgebildet sein, welches getrennt von der Umsetzeinrichtung angeordnet ist. Besonders vorteilhafte, weil kompakte Gestaltungen zeichnen sich jedoch dadurch aus, dass die Nachstelleinrichtung in einem gemeinsamen Gehäuse mit der Umsetzeinrichtung angeordnet ist. Besonders vorteilhaft ist es hierbei, wenn die nach Stelleinrichtung separat austauschbar gestaltet ist.
Bevorzugt ist die Nachstelleinrichtung dazu ausgebildet, einem Arbeitsraum der
Bremseinrichtung zusätzliches Hydraulikmedium zuzuführen, um den Arbeitshub des wenigstens einen Bremselements (aus seiner Ruhestellung bis zum Einsetzen der
Bremswirkung) zu reduzieren. Dabei ist die Nachstelleinrichtung bevorzugt dazu ausgebildet, in einem ersten Schritt, insbesondere während einer Betätigung der Bremseinrichtung, einem Zwischenspeicher zusätzliches Hydraulikmedium zuzuführen, und in einem dem ersten Schritt nachfolgenden zweiten Schritt, insbesondere während eines Lösens der
Bremseinrichtung, aus dem Zwischenspeicher zusätzliches Hydraulikmedium in den
Arbeitsraum zu fördern.
Auf diese Weise ist es möglich, während des Bremsvorgangs, bei dem naturgemäß ein erhöhter Druck im Arbeitsraum der Bremseinrichtung herrscht, zunächst auf einem
niedrigeren Druckniveau lediglich in den (dann hydraulisch vom Arbeits räum abgekoppelten) Zwischenspeicher zu fördern und erst dann, wenn der Druck im Arbeitsraum der
Bremseinrichtung wieder auf eine entsprechend niedriges Niveau abgefallen ist, aus dem Zwischenspeicher in den Arbeitsraum zu fördern. Die selektive Kopplung des
Zwischenspeichers an den Arbeitsraum kann dabei in einfacher Weise durch entsprechende vorgespannte Rückschlagventile oder dergleichen realisiert sein. Für die Förderung aus dem Zwischenspeicher in den Arbeitsraum kann grundsätzlich eine separate Energieversorgung vorgesehen sein. Bevorzugt erfolgt diese Förderung jedoch ohne zusätzliche Energiezufuhr. Hierzu ist der Zwischenspeicher bevorzugt als
federbelasteter Speicher ausgebildet, der in dem zweiten Schritt eigenständig zusätzliches Hydraulikmedium in den Arbeitsraum fördert.
Bei weiteren bevorzugten Varianten des erfindungsgemäßen Bremssystems ist weiterhin eine Gleitschutzeinrichtung vorgesehen. Die Gleitschutzeinrichtung ist bevorzugt in herkömmlicher Weise dazu ausgebildet, einen Bremsvorgang der Bremseinrichtung gesteuert durch eine Steuereinrichtung zu unterbrechen, um ein Gleiten der Schienenräder auf der Schiene und die damit einhergehende Reduktion der Kraftübertragung zwischen Rad und Schiene zu verhindern.
Die Gleitschutzeinrichtung ist bevorzugt zwischen die pneumatische Anschlusseinrichtung und die Umsetzeinrichtung geschaltet, sodass ihre Funktion in herkömmlicher Weise über pneumatische Komponenten, beispielsweise ein oder mehrere entsprechende Magnetventile oder dergleichen, an zentraler Stelle realisiert werden kann. Vorzugsweise umfasst die Gleitschutzeinrichtung daher wenigstens ein durch die Steuereinrichtung angesteuertes Entlüftungsventil. Auch hier ist es wiederum von Vorteil, wenn die Gleitschutzeinrichtung als (vorzugsweise separat austauschbare) Komponente in einem gemeinsamen Gehäuse mit der Umsetzeinrichtung angeordnet ist, um eine besonders kompakte Gestaltung zu erzielen.
Zusätzlich oder alternativ ist bevorzugt ein pneumatischer Drucksensor vorgesehen, der dazu ausgebildet ist, ein für einen pneumatischen Bremsdruck repräsentatives Signal an eine Steuereinrichtung zu liefern, um den pneumatischen Bremsdruck zu überwachen und/oder gegebenenfalls zu regeln. Der pneumatische Drucksensor ist bevorzugt zwischen die pneumatische Anschlusseinrichtung und die Umsetzeinrichtung geschaltet, wobei er (sofern eine Gleitschutzeinrichtung vorhanden ist) bevorzugt zwischen die Gleitschutzeinrichtung und die Umsetzeinrichtung geschaltet ist, um auch die Wirksamkeit der Gleitschutzeinrichtung überwachen bzw. diese regeln zu können.
Auch hier ist es wiederum von Vorteil, wenn der Drucksensor als (vorzugsweise separat austauschbare) Komponente in einem gemeinsamen Gehäuse mit der Umsetzeinrichtung angeordnet ist, um eine besonders kompakte Gestaltung zu erzielen.
Wie oben ausgeführt wurde, kann sowohl die Umsetzeinrichtung als auch die
Nachstelleinrichtung als Kolben-Zylinder-Anordnung gestaltet sein. Bei bevorzugten Varianten der Erfindung ist wenigstens eine Kolben-Zylinder-Anordnung vorgesehen, die einen Ärbeitsraum definiert, wobei auf der dem Arbeitsraum abgewandten Seite des Kolbens ein Gasvolumen definiert ist, welches bevorzugt von der Umgebung abgeschlossen ist. in diesem Fall ist das Gasvolumen dann bevorzugt derart mit einem Atemvolumen verbunden, dass der im Betrieb der Kolben-Zylinder-Anordnung durch die Veränderung des
Gasvolumens entstehende Leistungsveriust weniger als 2%, vorzugsweise weniger als 1 %, weiter vorzugsweise weniger als 0,5%, beträgt, wodurch eine besonders verlustarme Gestaltung realisiert werden kann.
Die Größe des Atemvolumens kann grundsätzlich auf die jeweilige Anwendung,
insbesondere deren Leistungsaufnahme, abgestimmt werden. Vorzugsweise beträgt das Atemvolumen 2 I bis 25 I, vorzugsweise 5 I bis 20 I, weiter vorzugsweise 10 I bis 15 I.
Auch hier ist es wiederum von Vorteil, wenn das Atemvolumen (gegebenenfalls auch als separat austauschbare Komponente) in einem gemeinsamen Gehäuse mit der
Umsetzeinrichtung angeordnet ist, um eine besonders kompakte Gestaltung zu erzielen.
Bei weiteren bevorzugten Varianten des erfindungsgemäßen Bremssystems umfasst die Umsetzeinrichtung eine Notbremseinheit, die mit einem pneumatischen Notbremsanschluss verbindbar ist. Die Notbremseinheit ist derart über den Notbremsanschluss mit einer pneumatischen Vorspannung vorspannbar, dass die Notbremseinheit bei Absinken der pneumatischen Vorspannung unter einen vorgebbaren Wert die Umsetzeinrichtung zur Auslösung eines Bremsvorgangs betätigt.
Die Notbremseinheit kann wiederum grundsätzlich auf beliebige geeignete Weise gestaltet sein. Vorzugsweise umfasst auch die Notbremseinheit eine Kolben-Zylinder-Anordnung, welche über eine Feder, insbesondere eine mechanische Feder vorgespannt ist, um bei einem Druckabfall am pneumatischen Notbremsanschluss die Kraft für den Bremsvorgang aufzubringen.
Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin ein Fahrwerk für ein Fahrzeug, insbesondere ein Schienenfahrzeug, mit wenigstens einer Radeinheit, insbesondere einem Radsatz, und einem erfindungsgemäßen Bremssystem, wobei das Bremssystem zum Bremsen der wenigstens einen Radeinheit, insbesondere aber aller Radeinheiten des Fahrwerks, ausgebildet ist. Hiermit lassen sich die oben im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Bremssystem beschriebenen Varianten und Vorteile in demselben Maße realisieren, sodass hier lediglich auf die obigen Ausführungen Bezug genommen wird. Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin ein Fahrzeug, insbesondere ein Schienenfahrzeug, mit wenigstens einem Fahrwerk mit wenigstens einer Radeinheit, insbesondere einem Radsatz, einem Wagenkasten, der auf dem wenigstens einem Fahrwerk abgestützt ist, und einem erfindungsgemäßen Bremssystem, das zum Bremsen der wenigstens einen Radeinheit, insbesondere aber aller Radeinheiten des Fahrwerks, ausgebildet ist. Auch hiermit lassen sich die oben im Zusammenhang mit dem
erfindungsgemäßen Bremssystem beschriebenen Varianten und Vorteile in demselben Maße realisieren, sodass hier lediglich auf die obigen Ausführungen Bezug genommen wird.
Es versteht sich, dass das Bremssystem auch bei solchen Fahrzeug vollständig im Fahrwerk integriert sein kann. Bei bestimmten Varianten, welche das Bauraumbudget im Bereich des Fahrwerks besonders wenig belasten, ist die Umsetzeinrichtung jedoch an dem
Wagenkasten, vorzugsweise im Bereich des wenigstens einen Fahrwerks, angeordnet.
Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Betätigen einer
Bremsvorrichtung eines Fahrzeugs, insbesondere eines Schienenfahrzeugs, bei dem die Bremsvorrichtung zum Bremsen wenigstens eines Rades des Fahrzeugs über eine pneumatische Energieversorgungseinheit mit pneumatischer Bremsenergie versorgt wird. Hierbei wird über eine Umsetzeinrichtung, welche zwischen die pneumatische
Energieversorgungseinheit und eine Bremseinrichtung der Bremsvorrichtung geschaltet ist, die pneumatische Bremsenergie in hydraulische Bremsenergie umgesetzt und die
Bremseinrichtung hydraulisch betätigt. Auch hiermit lassen sich die oben im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Bremssystem beschriebenen Varianten und Vorteile in demselben Maße realisieren, sodass hier lediglich auf die obigen Ausführungen Bezug genommen wird.
Es sei lediglich erwähnt, dass die Umsetzeinrichtung einen Eingangsdruck auf einer pneumatischen Eingangsseite in einen Ausgangsdruck auf einer hydraulischen
Ausgangsseite umsetzt, wobei der Ausgangsdruck vorzugsweise größer ist als der
Eingangsdruck. Insbesondere beträgt der Ausgangsdruck bevorzugt das 10fache bis 200fache, vorzugsweise das 15fache bis 150fache, weiter vorzugsweise das 20fache bis lOOfache, des Eingangsdrucks.
Weiterhin wird auch hierbei vorzugsweise ein, insbesondere verschleißbedingt, erhöhter Arbeitshub wenigstens eines Bremselements der Bremseinrichtung über eine
Nachstelleinrichtung reduziert, wobei die Nachstelleinrichtung bevorzugt durch die
Umsetzeinrichtung betätigt wird. Auch hier weist die Umsetzeinrichtung bevorzugt einen maximalen Arbeitshub aufweist und die Betätigung der Nachstelleinrichtung erfolgt erst, wenn der Arbeitshub der Umsetzeinrichtung 60% bis 90%, vorzugsweise 65% bis 85%, weiter vorzugsweise 70% bis 80%, des maximalen Arbeitshubs erreicht hat,
Vorzugsweise führt die Nachstelleinrichtung einem Arbeitsraum der Bremseinrichtung zusätzliches Hydraulikmedium zu, um den Arbeitshub des wenigstens einen Bremselements zu reduzieren, wobei die Nachstelleinrichtung bevorzugt in einem ersten Schritt,
insbesondere während einer Betätigung der Bremseinrichtung, einem Zwischenspeicher zusätzliches Hydraulikmedium zuführt und in einem dem ersten Schritt nachfolgenden zweiten Schritt, insbesondere während eines Lösens der Bremseinrichtung, aus dem
Zwischenspeicher zusätzliches Hydraulikmedium in den Arbeitsraum fördert. Auch hier fördert der Zwischenspeicher das zusätzliche Hydraulikmedium bevorzugt eigenständig (d. h. ohne aktive Energiezufuhr) in den Arbeitsraum.
Schließlich wird bevorzugt eine Notbremseinheit der Umsetzeinrichtung derart mit einer pneumatischen Vorspannung vorgespannt, dass die Notbremseinheit bei Absinken der pneumatischen Vorspannung unter einen vorgebbaren Wert die Umsetzeinrichtung zur Auslösung eines Bremsvorgangs betätigt.
Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen bzw. der nachstehenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele, welche auf die beigefügten Zeichnungen Bezug nimmt. Es zeigen:
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Figur 1 eine schematische Seitenansicht eines Teils einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fahrzeugs mit einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fahrwerks, das eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bremssystems umfasst;
Figur 2 eine schematische Seitenansicht einer Bremseinrichtung des Fahrzeugs aus
Figur 1 ;
Figur 3 eine schematische Schnittansicht der Bremseinrichtung aus Figur 2 entlang
Linie III-III aus Figur 2; Figur 4 ein schematisches Schaltbild eines Teils des Bremssystems des Fahrzeugs aus Figur 1 ;
Figur 5 eine schematische Seitenansicht einer Bremseinrichtung einer weiteren
bevorzugten Ausfuhrungsform des erfindungsgemäßen Bremssystems;
Figur 6 eine schematische Schnittansicht der Bremseinrichtung aus Figur 5 entlang
Linie Vf-Vl aus Figur 5;
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Erstes Ausführungsbeispiel
Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die Figuren 1 bis 4 ein erstes bevorzugtes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Fahrzeugs in Form eines Schienenfahrzeugs
101 beschrieben.
Das Fahrzeug 101 umfasst einen Wagenkasten 102, der im Bereich seiner beiden Enden jeweils auf einem Fahrwerk in Form eines Drehgestells 103 abgestützt ist. Es versteht sich jedoch, dass die vorliegende Erfindung auch in Verbindung mit anderen Konfigurationen eingesetzt werden kann, bei denen der Wagenkasten lediglich auf einem Fahrwerk abgestützt ist.
Zum einfacheren Verständnis der nachfolgenden Erläuterungen ist in den Figuren ein (durch die Radaufstandsebene des Drehgestells 103 auf den Schienen T vorgegebenes) Fahrzeug- Koordinatensystem x,y,z angegeben, in dem die x-Koordinate die Längsrichtung des Schienenfahrzeugs 101 , die y-Koordinate die Querrichtung des Schienenfahrzeugs 101 und die z-Koordinate die Höhenrichtung des Schienenfahrzeugs 101 bezeichnen.
Das Drehgestell 03 umfasst zwei Radeinheiten in Form von Radsätzen 104, auf denen sich jeweils über eine Primärfederung 105 ein Drehgestellrahmen 106 abstützt. Der Wagenkasten
102 ist wiederum über eine Sekundärfederung 107 auf dem Drehgestellrahmen 106 abgestützt. Die Primärfederung 104 und die Sekundärfederung 107 sind in Figur 1 vereinfachend durch Schraubenfedern repräsentiert. Es versteht sich jedoch, dass die Primärfederung 105 bzw. Sekundärfederung 107 um eine beliebig gestaltete Einrichtung handeln kann, welche neben Schraubenfedern auch weitere Komponenten umfasst. Wie der Figur 1 zu entnehmen ist, ist in dem Fahrzeug 101 ein Bremssystem 109 vorgesehen, über welches die Räder der Radsätze 104 des Drehgestells 103 mittels einer Bremsvorrichtung 1 10 gebremst werden können, welche für jeden Radsatz104 jeweils eine oder mehrere Bremseinrichtungen 1 1 1 umfasst.
Das Bremssystem 109 umfasst hierzu eine im Bereich des Wagenkastens 102 angeordnete pneumatische Energieversorgungseinheit 1 12, welche die Bremsvorrichtung 1 10 mit Druckluft versorgt, die einen pneumatischen Bremsdruck Ppneu aufweist. Mithin versorgt die Energieversorgungseinheit 1 12 also die Bremsvorrichtung 1 10 mit pneumatischer
Bremsenergie.
Die Bremsvorrichtung 1 10 umfasst ein zentrales Steuermodul 1 13, welches über eine pneumatische Anschlusseinrichtung 1 13.1 (beispielsweise eine einfache Schlauchkupplung oder dergleichen) mit der Energieversorgungseinheit 112 lösbar verbunden ist. Das
Steuermodul 1 13 umfasst eine zwischen die pneumatische Anschlusseinrichtung 1 13.1 und die Bremseinrichtung 111 geschaltete Umsetzeinrichtung 1 14, welche die pneumatische Bremsenergie von dem pneumatischen Bremsdruck Ppneu in hydraulische Bremsenergie mit einem hydraulischen Bremsdruck Phydr umsetzt, welche dann an die hydraulische
Bremseinrichtung 1 1 1 über eine entsprechendes hydraulisches Leitungssystem 1 15 weitergeleitet wird, welches über eine hydraulische Anschlusseinrichtung 115.1
angeschlossen ist.
Durch diese Umsetzung der pneumatischen Bremsenergie in hydraulische Bremsenergie ist es möglich, eine besonders kompakte, Platz sparende Gestaltung zu realisieren, und so eine Reduktion der Masse des Fahrzeugs 101 bei unverändert zuverlässiger Bremsfunktion zu erzielen. Dies ist seinem großen Teil dadurch bedingt, dass einige Komponenten der hydraulischen Bremseinrichtung 1 1 1 , insbesondere der Bremsaktuator 1 1 1 .1 , bedingt durch den (gegenüber dem verfügbaren maximalen pneumatischen Arbeitsdruck bzw. Bremsdruck pneu) deutlich höheren, aber problemlos beherrschbaren hydraulischen Arbeitsdruck bzw. Bremsdruck Phydr deutlich kleiner und damit auch leichter gestaltet sein können, um dieselbe Bremskraft bzw. Bremsleistung zu erzeugen. Durch dieses (gegenüber einer pneumatischen Bremseinrichtung gleicher Leistung) geringere Leistungsgewicht der hydraulischen
Bremseinrichtung 1 1 1 verringert sich die Masse des Systems erheblich gegenüber einem rein pneumatischen System.
Zur Umsetzung der pneumatischen Bremsenergie in hydraulische Bremsenergie umfasst die Umsetzeinrichtung 1 14 eine Umsetzeinheit 1 16, die eine pneumatische Eingangsseite in
Figure imgf000015_0001
der das 60fache des Eingangsdrucks bzw. pneumatischen Bremsdrucks Ρρηβυ beträgt, womit eine besonders kompakte Bremseinrichtung 111 mit hoher Leistungsdichte realisiert werden kann.
Die Umsetzeinheit 1 6 ist im vorliegenden Beispiel so ausgelegt, dass sie beim Bremsen ausreichend Hydraulikmedium zu den angeschlossenen Bremseinrichtungen 111 fördert, wobei entsprechende Sicherheitsreserven vorgesehen sind.
Die Umsetzeinrichtung bzw. das Druckmodul 1 14 umfasst weiterhin eine Nachstelleinrichtung 1 17, die dazu ausgebildet ist, einen erhöhten Arbeitshub der Bremselemente bzw.
Bremszangen 1 1 1.2 der Bremseinrichtung 1 1 1 wieder auf ein gewünschtes Maß zu reduzieren. Ein solcher erhöhter Arbeitshub der Bremselemente 1 1 1.2 ergibt sich
typischerweise durch Verschleiß der Reibelemente 1 1 1 .3, welche im Betrieb mit der
Bremsscheibe 1 1 1.4 zusammenwirken, die drehfest auf der Radsatzwelle 104.1 des jeweiligen Radsatzes 104 sitzt.
Im vorliegenden Beispiel erfolgt diese Nachstellung, indem über einen Nachstellkolben 1 17.1 einer Kolben-Zylinder-Anordnung der Nachstelleinrichtung 1 17 zusätzliches
Hydraulikmedium in den hydraulischen Arbeitsraum der Bremseinrichtung 111 gefördert wird (der unter anderem das hydraulische Leitungssystem 1 15 umfasst).
Durch diese zusätzliche Menge an Hydraulikmedium im hydraulischen Arbeitsraum der Bremseinrichtung 111 befindet sich der Bremsaktuator 1 1 1 .1 bereits in seiner Ruhestellung (d. h. bei gelöster Bremse) in einem Zustand, in dem er gegenüber dem Neuzustand (mit unverschlissenen Reibelementen 1 1 1.4) um einen Betrag ausgelenkt ist, welcher der zugeführten Menge an Hydraulikmedium entspricht. Hierdurch werden die bereits teilweise verschlissenen Reibelemente 1 1 1.4 wieder näher an die Bremsscheibe 1 1 1 .3 herangeführt, sodass der Arbeitshub bis zum Einsetzen der Bremswirkung wieder auf einen Betrag reduziert werden kann, welcher dem Neuzustand zumindest angenähert ist.
Im vorliegenden Beispiel wird die Nachstelleinrichtung 1 17 durch die Umsetzeinheit 1 16 betätigt. Hierzu weist die Umsetzeinheit 1 16 einen mit dem eingangsseitigen Kolben 1 16.3 verbundenen Mitnehmer 1 16.5 auf, welcher einer Kolbenstange 1 17.2 des Nachstellkolbens 1 17 derart zugeordnet ist, dass er den Nachstellkolben 1 17.1 beginnend mit einem vorgegebenen Arbeitshub der Umsetzeinheit 1 16 auslenkt. Es versteht sich, dass der Mitnehmer bei anderen Varianten der Erfindung auch in beliebiger anderer Stelle der Umsetzeinheit 1 16 angeordnet sein kann. Hiermit wird in vorteilhafter Weise eine Lösung realisiert, bei welcher die Betätigung der Nachstelleinrichtung 117 erst erfolgt, wenn die Umsetzeinrichtung 114 bzw. die
Umsetzeinheit 116 im Betrieb bedingt durch Verschleiß einen erhöhten Arbeitshub ausführen muss. Mithin erfolgt die Betätigung der Nachstelleinrichtung 117 also erst, wenn dies erforderlich ist, ohne dass hierfür eine separate Sensorik bzw. eine separate
Energieversorgung erforderlich wäre.
Im vorliegenden Beispiel pumpt der Kolben 117.1 der Nachstelleinrichtung 117 zunächst in einem ersten Schritt während einer Betätigung der Bremseinrichtung 11 1 zusätzliches Hydraulikmedium in einem Zwischenspeicher 1 18.1 eines Hydraulikmoduls 118. Der Zwischenspeicher 118.1 ist durch eine Feder 118.2 vorgespannt, so dass in einem dem ersten Schritt nachfolgenden zweiten Schritt während eines Lösens der Bremseinrichtung 111 selbsttätig aus dem Zwischenspeicher zusätzliches Hydraulikmedium in den
hydraulischen Arbeitsraum gefördert wird.
Während des ersten Schrittes verhindert ein erstes Rückschlagventil 118.2 das Zurückfließen des geförderten Hydraulikmediums in Richtung der Nachstelleinrichtung 117, während ein zweites Rückschlagventil 1 18.3 den Zwischenspeicher 1 18.1 von dem hohen hydraulischen Bremsdruck Phydr in dem Arbeitsraum abschottet, sodass die Förderung des zusätzlichen Hydraulikmediums in den Zwischenspeicher unter vergleichsweise moderatem Förderdruck Pf < Phyör erfolgen kann.
Mit Beendigung des Bremsvorganges, also in der Regel dem Entlüften des pneumatischen Teils des Bremssystems 109, fahren in dem zweiten Schritt die Kolben 1 16.3 und 116.4 der Umsetzeinheit 116 aufgrund der Rückstellkraft einer Rückstellfeder 116.7 wieder in ihre Ausgangslage zurück. Gleiches gilt für den Nachstellkolben 117.1 , der durch die
Rückstellkraft eine Rückstellfeder 117.3 in seine Ausgangslage zurückgestellt wird.
Hierbei wird auch der hydraulische Bremsdruck Phydr auf 0 bar abgesenkt. Da das im
Zwischenspeicher 118.1 gespeicherte Hydraulikmedium nun (bedingt durch die Kraft der Feder 118.2) unter höherem Druck Pz > Phydr steht, wird Hydraulikmedium über das zweite Rückschlagventil 1 18.3 in den hydraulischen Arbeitsraum und damit auch in den
Bremsaktuator 1 11.1 gepumpt. Dadurch fährt der Bremsaktuator 111.1 nicht mehr in seine Endlage zurück, die er im Neuzustand aufweist, sondern bleibt etwas weiter ausgefahren als vor Beginn des Bremsvorganges. Mit dem Zurückfahren des Nachstellkolbens 1 17.1 wird gleichzeitig ein drittes Rückschlagventil 1 18.4 geöffnet, über welches Hydraulikmedium aus einem Reservoir 1 18.5 des Hydraulikmoduls 1 18 angesaugt wird. Dieses aus dem Reservoir 1 18.5 angesaugte Volumen dient dann als weiteres Volumen für die Verschleißnachstellfunktion.
Der Zeitpunkt bzw. Zustand, bei dem eine Betätigung der Nachstelleinrichtung 1 17 durch die Umsetzeinheit 1 16 erfolgt, ist entsprechend den Vorgaben für das Fahrzeug 101 gewählt. Im vorliegenden Beispiel erfolgt die Betätigung der Nachstelleinrichtung 1 17 erfolgt erst, wenn der Arbeitshub der Umsetzeinrichtung 1 16 etwa 75% des maximalen Arbeitshubs der Umsetzeinheit 1 16 erreicht hat.
Das Hydraulikmodul 1 18 umfasst weiterhin eine optische und gegebenenfalls auch elektrische Füllstandsüberwachungseinrichtung 1 18.6 sowie einen hydraulischen
Drucksensor 1 18.7, welcher mit der Steuereinrichtung 120 verbunden ist und über welchen der hydraulische Bremsdruck Phy{jr überwacht werden kann.
Weiterhin umfasst das Hydraulikmodul ein manuelles Löseventil 1 18.8, welches so ausgeführt ist, dass es sowohl zum Wechseln der Reibelemente 1 1 1.4 als auch als
Notentriegelung der (später noch näher erläuterten) Federspeicherbremse genutzt werden kann. Gegebenenfalls kann natürlich auch eine elektromagnetische Fernbetätigung des Löseventils 1 18.8 (beispielsweise durch die Steuereinrichtung 120) oder eine manuelle Fernbetätigung des Löseventils 1 18.8 (beispielsweise durch einen Seilzug von rechter und linker Wagenseite) realisiert sein.
Das Bremssystem 109 umfasst weiterhin eine Gleitschutzeinrichtung 1 19, welche in herkömmlicher Weise dazu ausgebildet ist, einen Bremsvorgang der Bremseinrichtung 1 1 1 gesteuert durch eine Steuereinrichtung 120 zu unterbrechen, um ein Gleiten der Räder der Radsätze 104 auf der Schiene T und die damit einhergehende Reduktion der
Kraftübertragung zwischen Rad und Schiene zu verhindern.
Die Gleitschutzeinrichtung 1 19 ist im vorliegenden Beispiel zwischen die pneumatische Anschlusseinrichtung 1 13.1 und die Umsetzeinrichtung 1 14 geschaltet, sodass ihre Funktion in herkömmlicher Weise über pneumatische Komponenten an zentraler Stelle realisiert wird. Hierzu umfasst die Gleitschutzeinrichtung 1 19 im vorliegenden Beispiel zwei durch die Steuereinrichtung 120 angesteuerte Magnetventile 1 9.1 , welche jeweils als Entlüftungsventil gestaltet sind. Zusätzlich ist im vorliegenden Beispiel ein pneumatischer Drucksensor 121 vorgesehen, der ein für den anliegenden pneumatischen Bremsdruck Ppneu repräsentatives Signal an die Steuereinrichtung 120 liefert, um den pneumatischen Bremsdruck Ppneu zu überwachen und gegebenenfalls über die Steuereinrichtung 120 zu regeln. Der pneumatische Drucksensor 121 ist zwischen die Gleitschutzeinrichtung 1 19 und die Umsetzeinrichtung 1 14 geschaltet, sodass auch die Wirksamkeit der Gleitschutzeinrichtung 1 19 in der Steuereinrichtung 120 überwacht werden kann.
Sowohl die Gleitschutzeinrichtung 1 19 als auch der Drucksensor 121 sind als separat austauschbare Komponenten in dem Gehäuse 1 13.2 angeordnet, um eine besonders kompakte Gestaltung zu erzielen.
Die Kolben-Zylinder-Anordnungen der Umsetzeinheit 1 16 und der Nachstelleinrichtung 1 17 definieren auf der dem jeweiligen Arbeitsraum abgewandten Seite des jeweiligen Kolbens 1 16.3, 1 16.4 bzw. 1 17.1 jeweils Gasvolumen, welches von der Umgebung abgeschlossen ist. Diese Gasvolumina besitzen keine Atemöffnungen zur Außenatmosphäre, sondern sind mit einem in das Gehäuse 1 13.2 integrierten Atemvolumen 1 13.3 verbunden, welches derart ausgebildet ist, dass der im Betrieb der jeweiligen Kolben-Zylinder-Anordnung durch die Veränderung (genauer gesagt die Kompression) des jeweiligen Gasvolumens entstehende Leistungsverlust weniger als 0,5% beträgt, wodurch eine besonders verlustarme Gestaltung realisiert werden kann. Hierzu ist die Größe des Atemvolumens 1 13.3 auf das Bremssystem 109, insbesondere auf dessen Leistungsaufnahme, abgestimmt. Im vorliegenden Fall beträgt das Atemvolumen 10 I.
Die Umsetzeinrichtung 114 umfasst im vorliegenden Beispiel weiterhin eine Notbremseinheit 122, die mit einem pneumatischen Notbremsanschluss 1 13.4 des Steuermoduls 1 13 verbunden ist. Die Notbremseinheit 122 ist derart über den Notbremsanschluss 1 13.4 mittels eines Vorspanndrucks Pv mit einer pneumatischen Vorspannung vorspannbar, dass die Notbremseinheit bei Absinken des Vorspanndrucks Pv und damit der pneumatischen
Vorspannung unter einen vorgebbaren Wert die Umsetzeinheit 1 16 betätigt, um einen Bremsvorgang, die oben erwähnte Federspeicherbremse, auszulösen.
Die Notbremseinheit 122 umfasst wiederum eine Kolben-Zylinder-Anordnung mit einem Notbremskolben 122.1 , der über eine Kolbenstange 122.2 starr mit dem eingangsseitigen Kolben 1 16.3 der Umsetzeinheit 1 16 verbunden ist. Der Notbremskolben 122.1 ist über eine mechanische Notbremsfeder 122.3 vorgespannt, um bei einem Druckabfall am
pneumatischen Notbremsanschluss 1 13.4 die Kraft für den Bremsvorgang aufzubringen. Das Gehäuse 113,2 des Steuermoduls 113 ist im vorliegenden Beispiel als ein- oder mehrteiliges Gussbauteil ausgeführt. Alternativ kann es aus einem massiven Stück als Bohrteil und/oder Frästeil hergestellt sein. Es beinhaltet alle Aufnahmen für die separat austauschbaren Unterbaugruppen 1 14, 1 8, 1 19 und 121 sowie das im Gusskörper integrierte Atemvolumen 1 13.3. Weiterhin umfasst das Gehäuse 1 13.2 im vorliegenden Beispiel alle internen pneumatischen und hydraulischen Verbindungen, die pneumatischen und hydraulischen Anschlusseinrichtungen 1 13.1 , 1 13.4 und 1 15.1 zu den angeschlossenen Komponenten sowie eine oder mehrere entsprechende elektrische Schnittstellen,
insbesondere für die Verbindung zur Steuereinrichtung 120
Alle pneumatischen bzw. hydraulischen bzw. elektrischen Anschlüsse der Unterbaugruppen 1 14, 1 18, 1 19 und 121 zum Gehäuse 1 13.2 des Steuermoduls 1 13 werden mit dem
Einsetzen und Befestigen der jeweiligen Unterbaugruppe 114, 118, 1 19 und 121 des kompletten Hydraulikblocks (A) in das Steuermodul (A) sicher und gegebenenfalls leckagefrei hergestellt.
Wie den Figuren 2 und 3 zu entnehmen ist, handelt es sich bei der Bremseinrichtung 111 aus dem vorliegenden Beispiel um eine so genannte Schwimmsattelbremse, welche als kompakte Einheit ausgeführt ist und direkt an einem Anschlussflansch 106.1 des
Drehgestellrahmens 106 befestigt ist. Hierbei kann ein kardanischer Spielausgleich zwischen dem Anschlussflansch 106.1 und einer Adaptereinrichtung 1 1 1.5 vorgesehen sein.
Die Adaptereinrichtung trägt zwei Führungsstangenhalter 111 ,6, an denen Führungsstangen 1 1 1.7 befestigt sind, welche Bremszangen 1 1 1.2 mit den Reibelementen 1 1 1 .4 nach Art einer Parallelführung führen. Der hydraulische Bremsaktuator 1 1 1.1 verbindet beide
Bremszangen 1 1 1.2 und erzeugt über deren Reibelemente 1 1 1.4 die auf die Bremsscheibe 1 1 1.3 wirkende Bremskraft.
Im vorliegenden Beispiel werden sämtliche Bremseinrichtungen 1 1 1 des Drehgestells 103 durch die zentrale Steuereinheit 1 13 mit hydraulischer Bremsenergie versorgt. Es versteht sich jedoch, dass bei anderen Varianten der Erfindung auch für jeden einzelnen Radsatz 104 eine separate Steuereinheit 1 13 vorgesehen sein kann.
Die Steuereinheit 1 13 ist im vorliegenden Beispiel weiterhin im Bereich des Drehgestells 103 angeordnet. Es versteht sich jedoch, dass bei anderen Varianten der Erfindung auch vorgesehen sein kann, dass die Steuereinheit an oder in dem Wagenkasten 102 angeordnet ist, wie dies in Figur eins durch die gestrichelte Kontur 123 angedeutet ist. Zweites Ausführungsbeispiel
Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die Figuren 5 und 6 ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Bremssystems 209 beschrieben, welches das Bremssystem 109 in dem Fahrzeug 101 ersetzen kann. Das Bremssystem 209 entspricht in Aufbau und Funktion grundsätzlich dem Bremssystem 109, sodass hier lediglich auf die Unterschiede eingegangen werden soll. Gleichartige Bauteile sind daher mit um den Wert 100 erhöhten Bezugszeichen versehen. Soweit nachfolgend keine anderweitigen
Ausführungen gemacht werden, wird hinsichtlich der Merkmale und Funktionen dieser Komponenten auf die obigen Ausführungen verwiesen.
Der einzige Unterschied des Bremssystems 209 zu dem Bremssystem 09 besteht in der Gestaltung der Bremseinrichtung 21 1 , die im vorliegenden Beispiel als so genannte
Hängelaschenbremse ausgeführt ist. Diese weist an einer mit dem Anschlussflansch 106.1 verbundenen Adaptereinrichtung 21 1.5 angelenkte Hängelaschen 21 1.6 auf. Die
Hängelaschen 21 1.6 tragen ihrerseits die Bremszangen 21 1.2. Der hydraulische
Bremsaktuator 21 1.1 verbindet beide Bremszangen 1 1 1.2 und erzeugt über deren
Reibelemente 211.4 die auf die Bremsscheibe 1 1 1.3 wirkende Bremskraft.
Es sei an dieser Stelle erwähnt, dass auch beliebige andere Gestaltungen der hydraulischen Bremseinrichtung gewählt sein können. So kann beispielsweise eine Gestaltung mit einer Schwimm- oder Festsattelbremsausführung gewählt werden, welche direkt an einem
Achslager oder Getriebegehäuse des jeweiligen Radsatzes 104 befestigt ist. Bei weiteren Gestaltungsvarianten kann die Führung der Bremszangen über Lager an der Radsatzwelle in Nähe der Bremsscheiben erfolgen, wobei dann eine entsprechende Drehmomentabstützung bzw. Aufhängung am Drehgestellrahmen vorgesehen ist. Vorteil dieser Versionen ist neben der bereits oben genannten (durch die hydraulische Funktionsweise bedingten)
Gewichtsersparnis und Platzersparnis auch noch die sehr exakte Führung bzw.
Positionierung der Bremszangen zur Bremsscheibe.
Die vorliegende Erfindung wurde vorstehend ausschließlich anhand von Beispielen für Schienenfahrzeuge beschrieben. Es versteht sich jedoch, dass die Erfindung auch in Verbindung mit beliebigen anderen Fahrzeugen zum Einsatz kommen kann.

Claims

Patentansprüche
1. Bremssystem für ein Fahrzeug, insbesondere ein Schienenfahrzeug, mit
- einer Bremsvorrichtung (110), wobei
- die Bremsvorrichtung (110) eine Bremseinrichtung (111) zum Bremsen wenigstens eines Rades des Fahrzeugs aufweist und
- die Bremsvorrichtung (110) eine pneumatische Anschlusseinrichtung (1 13.1 ) zum
Anschiuss an eine pneumatische Energieversorgungseinheit (112) zum Versorgen der Bremseinrichtung (111) mit pneumatischer Bremsenergie umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass
- die Bremseinrichtung (111) als hydraulische Bremseinrichtung ausgebildet ist und
- die Bremsvorrichtung (1 10) eine zwischen die pneumatische Anschlusseinrichtung (1 13.1 ) und die Bremseinrichtung (1 1 1 ) geschaltete Umsetzeinrichtung (114) zum Umsetzen der pneumatischen Bremsenergie in hydraulische Bremsenergie aufweist.
2. Bremssystem nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass
- die Umsetzeinrichtung (1 14) eine Umsetzeinheit (1 16) aufweist,
- die Umsetzeinheit (1 16) eine pneumatische Eingangsseite (1 16.1 ) aufweist, die mit der pneumatischen Anschlusseinrichtung (1 13.1 ) verbindbar ist,
- die Umsetzeinheit (1 16) eine hydraulische Ausgangsseite (1 16.2) aufweist, die mit der Bremseinrichtung (11 1 ) verbindbar ist, wobei
- die Umsetzeinheit (1 16) insbesondere nach einem Verdrängungsprinzip arbeitet, insbesondere wenigstens eine Kolben-Zylinder-Anordnung umfasst.
3. Bremssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass
- die Umsetzeinrichtung (114) dazu ausgebildet ist, einen Eingangsdruck auf einer pneumatischen Eingangsseite (1 16.1 ) in einen Ausgangsdruck auf der hydraulischen Ausgangsseite (1 16.2) umzusetzen, wobei
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- einem Wagenkasten (102), der auf dem wenigstens einem Fahrwerk (103) abgestützt ist, und
- einem Bremssystem (109; 209) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, das zum
Bremsen der wenigstens einen Radeinheit (104), insbesondere aller Radeinheiten (104) des Fahrwerks (103), ausgebildet ist, wobei
- die Umsetzeinrichtung (1 4) insbesondere an dem Wagenkasten (102),
vorzugsweise im Bereich des wenigstens einen Fahrwerks (103), angeordnet ist.
11. Verfahren zum Betätigen einer Bremsvorrichtung (1 0) eines Fahrzeugs,
insbesondere eines Schienenfahrzeugs, bei dem
- die Bremsvorrichtung (110) zum Bremsen wenigstens eines Rades des Fahrzeugs über eine pneumatische Energieversorgungseinheit mit pneumatischer Bremsenergie versorgt wird,
dadurch gekennzeichnet, dass
- über eine Umsetzeinrichtung (114), welche zwischen die pneumatische
Energieversorgungseinheit und eine Bremseinrichtung (1 1 1 ) der Bremsvorrichtung
(1 10) geschaltet ist, die pneumatische Bremsenergie in hydraulische
Bremsenergie umgesetzt wird und
- die Bremseinrichtung (11 1 ) hydraulisch betätigt wird.
12. Verfahren nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass
- die Umsetzeinrichtung (114) einen Eingangsdruck auf einer pneumatischen
Eingangsseite in einen Ausgangsdruck auf einer hydraulischen Ausgangsseite umsetzt, wobei
- der Ausgangsdruck größer ist als der Eingangsdruck und der Ausgangsdruck insbesondere das 10fache bis 200fache, vorzugsweise das 15fache bis 150fache, weiter vorzugsweise das 20fache bis 100fache, des Eingangsdrucks beträgt.
13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass
- ein, insbesondere verschleißbedingt, erhöhter Arbeitshub wenigstens eines
Bremselements der Bremseinrichtung (1 1 1 ) über eine Nachstelleinrichtung (1 17) reduziert wird, wobei
- die Nachstelleinrichtung (1 17) insbesondere durch die Umsetzeinrichtung (114) betätigt wird, wobei die Umsetzeinrichtung (114) insbesondere einen maximalen Arbeitshub aufweist und die Betätigung der Nachstelleinrichtung (1 17) erst erfolgt, wenn der Arbeitshub der Umsetzeinrichtung (114) 60% bis 90%, vorzugsweise 65% bis 85%, weiter vorzugsweise 70% bis 80%, des maximalen Arbeitshubs erreicht hat,
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass
- die Nachstelleinrichtung (117) einem Arbeitsraum der Bremseinrichtung (111 ) zusätzliches Hydraulikmedium zuführt, um den Arbeitshub des wenigstens einen Bremselements zu reduzieren, wobei
- die Nachstelleinrichtung (1 17) insbesondere in einem ersten Schritt, insbesondere während einer Betätigung der Bremseinrichtung (1 1 1 ), einem Zwischenspeicher (1 18.1 ) zusätzliches Hydraulikmedium zuführt und in einem dem ersten Schritt nachfolgenden zweiten Schritt, insbesondere während eines Lösens der Bremseinrichtung (1 1 1 ), aus dem Zwischenspeicher (1 18.1 ) zusätzliches Hydraulikmedium in den Arbeitsraum fördert, wobei
- der Zwischenspeicher (118.1 ) das zusätzliche Hydraulikmedium insbesondere eigenständig in den Arbeitsraum fördert.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass eine Notbremseinheit (122) der Umsetzeinrichtung (1 14) derart mit einer pneumatischen Vorspannung vorgespannt wird, dass die Notbremseinheit (122) bei Absinken der pneumatischen Vorspannung unter einen vorgebbaren Wert die Umsetzeinrichtung (1 14) zur Auslösung eines Bremsvorgangs betätigt.
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